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[4차산업 자율주행⑤]안전 자율 주행 차량이 주행 중에 접할 수 있는 수많은 시나리오

주요 엔지니어의 과제
자율주행과 관련된 보완의 과제

  • Editor. 김문선 기자
  • 입력 2021.01.27 10:11
  • 수정 2022.04.05 10:04
  • 댓글 0
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(사진자료=도시 도로위의 자율주행)

세계 자동차 시장은 최대 시장인 중국의 경기둔화, 미 중 무역전쟁, 그리고 최근에는 신종코로나 바이러스 확산 등의 영향으로 성장세가 약화되고 있다. 이러한 상황에서도 기존 완성차, 부품업체들은 자율주행차 개발비용도 부담해야 하고, 정보기술로 무장한 ICT 업체들의 도전에도 대응해야 하는 어려운 환경 에 직면하고 있다.

자율주행차는 안전, 환경, 노령화 등 문제 해결에 대한 새로운 대안으로 부상하고 있으며 공유경제, 보험, 의료, 부동산 등 신산업 창출과 다른 산업들에 대한 파급효과가 커서 각국 기업과 정부는 자율주행차를 새로운 성장산업으로 지목하고 적극적인 노력을 진행 중이다.

따라서 자율 주행 차량의 수요와 영향력이 전 세계적으로 가속화될 것으로 전망됩니다 자율 주행 업계는 무궁한 기회를 품고 있지만 시장 경쟁에서 승리하기 위해서는 시장의 요구사항을 모두 충족해야 합니다.

안전은 자율 주행 차량이 주행 중에 접할 수 있는 수많은 시나리오에서 안전성을 입증하려면 수억 마일을 주행해야 합니다. 복잡성은 현대의 차량에는 거의 1억 줄에 달하는 소프트웨어 코드가 내장되어 있습니다.

완전한 자율 주행을 위해서는 이보다 10배 많은 10억 줄의 코드가 필요할 것이라는 의견도 있습니다. 또한 자율 주행 소프트웨어의 많은 요소 중 하나에만 오류가 발생해도 손상, 부상 또는 더 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.

비용은 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)과 자율 주행차 기술을 통합하는 비용의 추정치는 수만 달러에서 수십만 달러까지 이르지만, 자율주행차를 상용화하려면 먼저 센서와 소프트웨어 시스템 검증에 드는 추가 비용을 크게 줄여야 합니다.

출시 기간은 2030년까지 판매되는 차량의 45% 이상이 자율 주행 차량일 것으로 예상됩니다. 따라서 자동차 제조업체는 앞으로 10년 안에 ADAS 및 완전 자율주행 기술을 개발해야 한다는 과제를 직면하고 있습니다. 즉, 시장 점유율이 성공의 척도였던 기존과는 달리, 신규 모빌리티 기업에게는 출시 기간의 단축이 성공의 척도입니다.

주요 엔지니어의 과제

이러한 시장의 요구사항을 충족하려면 주요 엔지니어링 과제를 해결해야 합니다. 자율 주행 시스템의 정의는주요 엔지니어링 과제로 오작동으로 인한 위험, 다양한 안전 분석 방법(HARA, FTA, FMEA, HAZOP 등), ISO 26262(기능 안전), ISO/IEC 15408(SOTIF) 및 ISO/SAE 21434(사이버 보안) 규정 준수, 노미널 시스템 성능과 관련된 위험(고장이 없는 경우 발생), 사이버 공격 등이 있다.

자율 주행 하드웨어 개발로는 주요 엔지니어링 과제로 센서(레이더, 카메라, 라이더, 초음파) 설계, 패키징 및 배치, 광기계 상호 작용을 포함한 이미터(emitter) 및 리시버 설계의 최적화, 규정 준수, 인간과 기계 간 상호 작용(Human -Machine Interaction, HMI) 구성, 요소의 복잡성과 범위, 하드웨어 및 소프트웨어 사양이 사용자 경험에 미치는 영향을 이해하고 효율적으로 평가, 복잡성이 증가해도 유지되는 견고성, 인지 알고리즘 실행을 평가하는 실시간 시뮬레이션 등이 있다.

자율 주행 시스템 검증으로 주요 엔지니어링 과제로 보면 시나리오 정의, 선택, 생성 및 위험한 경우, 위험한 경우에 대한 안전 시스템 평가, 테스트 계획, 추적성, 실제 시나리오 기반의 모델 생성 및 자동 생성, 기존 게임 엔진 모델을 사용할 때 제한된 센서 기능, 고충실도 센서 모델과의 호환성 및 통합, 트래픽 모델, 운전자 동작 변형, 기상 조건, 조명 조건, 인프라, 도로 사용자의 유형, 실시간 비동기 또는 외부적으로 동기화된 시뮬레이션 실행, 실시간 대상의 센서 및 차량 모델, 다중 카메라 스트림, 동기화 화면/카메라 등이 있다.

자율주행과 관련된 보완의 과제

차량의 소프트웨어가 점점 더 복잡해지고 내부와 외부의 연결성의 수준이 높아지면서 차량은 사이버 공격에 취약해졌습니다. 일례로, 이제 해커들은 차량의 소프트웨어 시스템을 무시하고 안전한 운행을 방해할 수도 있습니다. 이것이 바로 전자 시스템이 점점 더 복잡해지는 상황에서 사이버 보안이 여전히 중요한 문제인 이유입니다.

Ansys medini analyze for Cybersecurity는 외부 공격의 영향을 받지 않는 견고하고 안전하며 안전한 시스템 수준 아키텍처를 생성하고 확인하는 복잡한 작업을 간소화하며, 사용도 쉬운 모델링 및 해석 툴입니다. 이 솔루션으로 엔지니어는 모델 기반 환경에서 주요 보안 분석방법으로 취약점을 신속하게 식별하고 해결하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

분석 컨텍스트 설정, 자산 및 위협 식별, 공격 트리, 위협 평가 및 처리를 모두 하나의 통합 툴에서 제공 내용을 보면, AE J3061, HEAVENS 및 예정된 ISO 21434와 같은 표준에 따라 사이버 보안 관련 기능 및 시스템을 분석하고 설계, 아키텍처/기능 설계 모델을 사이버 보안 분석 방법과 통합, 사이버 보안 요구사항 포착 및 관리, 완전한 엔드 투 엔드 추적성 지원, 작업 제품/문서 생성 사용자 정의, 팀 간의 원활한 협업 구현 이다.

Ansys medini analyze for Cybersecurity를 통해 엔지니어는 안전한 제품을 제공하고, 출시 기간을 단축하고, 수익 마진을 극대화하고, 사이버 보안과 관련된 향후 규정을 준수할 수 있습니다.

로켓 발사를 보거나, 비행기를 타거나, 자동차 운전을 하거나, 컴퓨터를 사용하거나, 모바일 기기를 터치하거나, 다리를 건너거나, 웨어러블 기기를 착용해 보았다면 아마도 Ansys 소프트웨어가 제작에 핵심적인 역할을 한 제품을 사용했을 가능성이 높습니다.

Ansys는 엔지니어링 시뮬레이션의 글로벌 선두 기업으로서 전 세계적으로 가장 혁신적인 기업들이 고객에게 근본적으로 더 우수한 제품을 제공할 수 있도록 지원하고 있습니다. Ansys가 제공하는 가장 뛰어나고 광범위한 공학 시뮬레이션 소프트웨어 포트폴리오를 통해 기업들은 그 어떤 복잡한 설계 문제도 해결할 수 있다.

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